WO2025176261A1

WO2025176261A1 - Hydrodynamische rotorwellengleitlagerung für eine rotorwelle insbesondere einer windkraftanlage

Info

Publication number: WO2025176261A1
Application number: PCT/DE2025/100175
Authority: WO
Inventors: Christoph König; Christoph Hentschke; Franz Hauer; Martin Jungwirth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2024-02-21
Filing date: 2025-02-18
Publication date: 2025-08-28
Anticipated expiration: 2026-08-21
Also published as: DE102024104794B4; DE102024104794A1

Abstract

Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle (10) insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend ein erstes und ein zweites Radiallager (2, 3) sowie ein Axiallager (12), wobei das erste Radiallager (2) ein erstes Radiallagergehäuse (4) und das zweite Radiallager (3) ein zweites Radiallagergehäuse (5) aufweist, in denen jeweils mehrere Radiallagersegmente (6, 7) vorgesehen sind, und das Axiallager (12) ein separates Axiallagergehäuse (13) mit mehreren darin aufgenommenen Axiallagersegmenten (15) aufweist, wobei das Axiallager (12) zwischen den beiden Radiallagern (2, 3) angeordnet ist und das Axiallagergehäuse (13) aus mehreren separaten Gehäusesegmenten (14, 14a), an denen die Axiallagersegmente (15, 15a) angeordnet sind, besteht, wobei jedes Gehäusesegment (14, 14a) an dem ersten und dem zweiten Radiallagergehäuse (4, 5), diese verbindend, befestigt ist und nach Lösen der Befestigung aus einer Arbeitsstellung, in der das oder die daran vorgesehenen Axiallagersegmente (15, 15a) in einer Arbeitsstellung an der Rotorwelle (10) positioniert sind, in eine Nichtarbeitsstellung, in der die Axiallagersegmente (15, 15a) von der Rotorwelle (10) beanstandet sind, bringbar ist.

Description

Hydrodynamische Rotorwellenqleitlaqerunq für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlaqe

Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend ein erstes und ein zweites Radiallager sowie ein Axiallager.

Eine Windkraftanlage weist regelmäßig mehrere Rotorblätter auf, die an einer Nabe angeordnet sind. Die Nabe ist mit einer Rotorwelle verbunden, die wiederum mit einem Getriebe gekoppelt ist, dem ein Generator folgt, dessen Rotor mit einer Abtriebswelle des Getriebes verbunden sein kann. Aufgrund einer Interaktion der Rotorblätter mit anströmendem Wind kommt es zu einer Rotation der Rotorwelle samt Nabe sowie des nachgeschalteten Antriebsstrangs, sodass der Generator Strom erzeugt. Zwangsläufig kommt es auch zu einer Rotation der Rotorwelle, die dazu entsprechend gelagert ist. Einerseits ist die Rotorwelle über eine Radiallagerung gelagert, wozu üblicherweise zwei axial beabstandeten Radiallager vorgesehen sind, die die Rotorwelle radial stützen. Neben der Radiallagerung ist zumeist auch eine Axiallagerung vorgesehen, die bevorzugt in beide Richtungen eine Abstützung der Rotorwelle erlaubt. Üblicherweise liegt eine Axiallast an der Rotorseite an, resultierend aus dem anströmenden Wind. Aufgrund sich ändernde Windverhältnisse bzw. Strömungsverhältnisse, beispielsweise wenn eine starke Böe anliegt, kann es zu einer Umkehr der Richtung der Axiallast kommen, d. h., dass die Axiallast dann von der Getriebeseite her anliegt, also die Windlast von der Getriebeseite her auf die Rotorblätter wirkt. Daher ist eine beidseitige Axiallagerung zweckmäßig.

Die Rotorwellenlagerung kann über Wälzlager realisiert werden. Jedes Lager verfügt über mehrere Wälzkörper, die im Falle der Radiallager in einem Außenring geführt sind und auf einem mit der Rotorwelle verbundenen Innenring laufen, und die im Falle eines Axiallagers an einer Axiallagerscheibe geführt sind und auf einem entsprechenden, an der Rotorwelle vorgesehenen, axialen Lagerabschnitt laufen. Derartige Wälzlager sind sehr massiv und in der Herstellung und Montage aufwendig, zeichnen sich aber durch eine weitestgehende Wartungsfreiheit aus. Alternativ hierzu ist auch eine Gleitlagerung der Rotorwelle unter Verwendung hydrodynamischer Gleitlager möglich. Derartige Gleitlager weisen mehrere Gleitlagersegmente auf. Ein Radiallager umfasst mehrere Radiallagersegmente, ein Axiallager umfasst mehrere Axiallagersegmente. Die Lagerung erfolgt hydrodynamisch, wozu mittels einer Pumpe ein fluides Schmiermittel bei Betrieb des Lagers eingebracht wird und sich aufgrund der Geometrie eines Schmierspalt, in den das Schmiermittel eingebracht wird, sich ein entsprechend hoher Schmiermitteldruck ausbildet. Dies führte zur Ausbildung eines tragenden Schmiermittelfilms, über den die Rotorwelle gleitgelagert ist. Bei derartigen hydrodynamischen Gleitlagern sind zu Wartungszwecken die Lagersegmente bei Verschleiß auszutauschen, was mit beachtlichem Aufwand verbunden ist, da die Zugänglichkeit zu den entsprechenden Lagersegmenten mitunter schwierig ist. Eine hydrodynamische Rotorwellenlagerung zur Radiallagerung einer Welle ist beispielsweise in CN 218542962 U beschrieben, wo ein ringförmiges, radial geschlossenes Radiallagergehäuse mit mehreren an seinem Innenumfang angeordneten, radial nach innen ragenden Radiallagersegmenten beschrieben ist. Eine weitere hydrodynamische Rotorwellenlagerung ist beispielsweise in CN 217107882 U beschrieben, wo ein gemeinsames Lagergehäuse vorgesehen ist, in dem zwei kombinierte Radial-Axial-Lager aufgenommen sind, wobei jedes kombinierte Radial-Axial- Lager an einem Wellenende angeordnet ist. Die Flächen der Lagerelemente, auch Lagerpads genannt, jedes kombinierten Lagers sind, um den Umfang gesehen, unterschiedlich groß. In einer Umfangshälfte sind kleinere Lagerpads als in der anderen Umfangshälfte gegeben, um die tatsächlichen Lasten im Betrieb gut abstützen zu können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle insbesondere einer Windkraftanlage anzugeben.

Zur Lösung des Problems ist bei einer hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das erste Radiallager ein erstes Radiallagergehäuse und das zweite Radiallager ein zweites Radiallagergehäuse aufweist, in denen jeweils mehrere Radiallagersegmente vorgesehen sind, und das Axiallager ein separates Axiallagergehäuse mit mehreren darin aufgenommenen Axiallagersegmenten aufweist, wobei das Axiallager zwischen den beiden Radiallagern angeordnet ist und das Axiallagergehäuse aus mehreren separaten Gehäusesegmenten, an denen die Axiallagersegmente angeordnet sind, besteht, wobei jedes Gehäusesegmente an dem ersten und dem zweiten Radiallagergehäuse, diese verbindend, befestigt ist und nach Lösen der Befestigung aus einer Arbeitsstellung, in der das oder die daran vorgesehenen Axiallagersegmente in einer Arbeitsstellung an der Rotorwelle positioniert sind, in eine Nichtarbeitsstellung, in der die Axiallagersegmente von der Rotorwelle beanstandet sind, bringbar ist.

Erfindungsgemäß weisen zunächst alle drei Lager, nämlich die beiden Radiallager sowie das Axiallager, jeweils ein separates Lagergehäuse auf. D. h., das erste und das zweite Radiallager weisen ein erstes und ein hierzu separates zweites Radiallagergehäuse auf, wie auch das Axiallager ein eigenes separates Axiallagergehäuse aufweist. Die Anordnung ist derart, dass das Axiallagergehäuse zwischen den beiden Radiallagergehäusen angeordnet ist, also, axial gesehen, das Axiallager zwischen den beiden Radiallagern positioniert ist.

Weiterhin erfindungswesentlich ist, dass das Axiallagergehäuse aus mehreren separaten Gehäusesegmenten besteht, also ein mehrteiliges, segmentierte Lagergehäuse ist, anders als bei bisher bekannten Lagern und insbesondere Hauptlagergehäuse in Windkraftanlagen, bei denen derartige Lagergehäuse ringförmig geschlossene Gehäuse, zumeist aus Metallguss sind, die die entsprechenden Aufnahmen bzw. Sitze für die Lagersegmente aufweisen. Demgegenüber besteht erfindungsgemäß das Axiallager aus mehreren einzelnen Gehäusesegmenten, die individuell gefertigt und montiert werden. Wie beschrieben, ist das Axiallager respektive das Axiallagergehäuse, axial gesehen zwischen den beiden Radiallagergehäusen angeordnet. Konkret sind erfindungsgemäß die Gehäusesegmente des Axiallagergehäuses zwischen den beiden ringförmig geschlossenen Radiallagergehäusen angeordnet, wobei erfindungsgemäß die Gehäusesegmente an dem ersten und dem zweiten Radiallagergehäuse, diese verbindend, befestigt sind. D. h., dass die einzelnen Gehäusesegmente in der Montagestellung bzw. Betriebssituation fest mit den beiden Radiallagergehäusen verbunden sind, sodass sich insgesamt ein Lager- oder Gehäuseverbund aus den drei Lagergehäuse respektive den beiden Radiallagergehäusen und den Gehäusesegmenten ergibt. Diese feste Verbindung der beiden Radiallagergehäuse über die Gehäusesegmente wirkt versteifend auf die Radiallagergehäuse, sodass sich insgesamt ein äußerst steifer Lagerverbund ergibt.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedes Gehäusesegmente aus einer Arbeitsstellung, in der das oder die an dem jeweiligen Gehäusesegment angeordneten Axiallagersegmente an der Rotorwelle positioniert sind, also in einer die Rotorwelle axial abstützenden Arbeitsposition sind, in eine Nichtarbeitsstellung bringbar ist, in der die Axiallagersegmente von der Rotorwelle beabstandet sind, also in einer Nichtarbeitsposition sind. Jedes einzelne Gehäusesegment kann demzufolge nach Lösen der festen Verbindung mit den beiden Radiallagergehäusen relativ zu den beiden Radiallagergehäusen bewegt werden, und hierbei die Axiallagersegmente, die auch als Axialpads bezeichnet werden können, aus ihrer rotorwellennahen Arbeitsposition in eine dazu entfernte Nichtarbeitsposition gebracht werden können, in der sie zu Wartungszwecken bzw. einem Austausch zugänglich sind. Denn infolge der Segmentierung ist keine starre Ringform gegeben, vielmehr ist lediglich in der Montagesituation eine ringförmige Anordnung der Gehäusesegmente gegeben, die jedoch durch die individuelle Beweglichkeit jedes einzelnen Gehäusesegment aufgelöst werden kann. Diese Beweglichkeit jedes einzelnen Gehäusesegment nach Lösen der festen Verbindung kann auch eine Entnahme des jeweiligen Gehäusesegment aus dem Lagerverbund vorsehen, d. h., dass das jeweilige Gehäusesegment nach Lösen der festen Verbindung zu den Radiallagergehäusen radial aus dem Lager- oder Gehäuseverbund herausgezogen werden kann. Im herausgezogen Zustand kann das oder können die daran angeordneten Axiallagersegmente entsprechend gewartet oder getauscht werden, wonach das Gehäusesegment wieder radial in den Lager- oder Gehäuseverbund eingeschoben wird und mit den beiden Radiallagergehäusen wieder fest verbunden wird.

Die Segmentierung des Axiallagergehäuse erlaubt es, die einzelnen Gehäusesegmente entsprechend zu bemessen, also je nach Lagergröße auch die Anzahl und damit die Dimensionierung der einzelnen Gehäusesegmente anzupassen. Das Axiallagergehäuse sollte wenigstens aus drei Gehäusesegmenten bestehen, vorzugsweise aus wenigstens vier Gehäusesegmente, wobei bei großen Lagern aber auch mehr als vier Gehäusesegmente vorgesehen sein können, was es erlaubt, die einzelnen Gehäusesegmente bei großen Lagern entsprechend kleiner und besser handhabbar dimensionieren zu können.

Wie vorstehend beschrieben, ist erfindungsgemäß eine Beweglichkeit jedes einzelnen Gehäusesegments relativ zu den beiden positionsfesten, fest mit einem Träger wie beispielsweise einem Grundrahmen einer Gondel einer Windkraftanlage verschraubten Radiallagergehäusen gegeben, die maximal eine komplette Entnehmbarkeit des jeweilige Gehäusesegment zu Wartungszwecken etc. umfasst. Bevorzugt jedoch verbleibt jedes Gehäusesegment in seiner Anordnung zwischen den beiden Radiallagergehäusen auch nach Lösen der Verbindung und Verbringen in die Nichtarbeitsstellung, d. h., dass nach wie vor eine mechanische Verbindung zwischen dem jeweiligen Gehäusesegment und den beiden Radiallagergehäusen gegeben ist. Das Lösen sowie die verbleibende Verbindung erlaubt einerseits die Bewegung des jeweiligen Gehäusesegment relativ zu den beiden Radiallagergehäusen, gleichzeitig aber wird der Lagergehäuseverbund nicht gänzlich aufgelöst. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass jedes Gehäusesegment nach Lösen der Befestigung um eine Schwenkachse, die zwischen dem jeweiligen Gehäusesegment und den beiden Radiallagergehäusen ausgebildet ist, relativ zu den beiden Radiallagergehäusen verschwenkbar ist. Demgemäß ist also ein Aufschwenken eines jeden Gehäusesegment nach Lösen der festen Verbindung um eine nach wie vor zwischen den Gehäusesegment und den beiden Radiallagergehäusen gegebene Schwenkachse möglich. Dies erlaubt es, das Axiallager durch Verschwenken des jeweiligen Gehäusesegments lokal radial zu öffnen. Mit diesem Verschwenken werden das oder die Axiallagersegmente bzw. Axialpads aus ihrer Arbeitsposition an der Rotorwelle, in der sie beispielsweise in eine am Außenumfang der Rotorwelle ausgebildete Nut eingreifen, herausbewegt bzw. herausgeschwenkt, sodass sie in der aufgeschwenkten Nichtarbeitsposition zu Wartungszwecken zugänglich sind. Da der Lagerverbund durch dieses Aufschwenken geöffnet wird, ist darüber hinaus die Möglichkeit gegeben, dass das Wartungspersonal auch Zugang zu den Radiallagersegmente in der beiden Radiallagern durch die durch das Aufschwenken gegebene Öffnung des Lagerverbund erhält, sodass auch diese zumindest in dem über die Öffnung zugänglichen Bereich gewartet werden können.

Wie ausgeführt, ist jedes Gehäusesegment in der Montageposition fest mit den beiden Radiallagergehäusen verbunden, wobei diese Verbindung jedoch, wie ausgeführt, lösbar ist. Bevorzugt ist jedes Gehäusesegment über wenigstens zwei lösbare Schraubverbindungen jeweils am ersten und am zweiten Radiallagergehäuse befestigt. Über diese Schraubverbindungen kann auf einfache Weise eine entsprechend feste Verbindung der Gehäusesegmente mit den Radiallagergehäusen und eine entsprechende Versteifung des gesamten Gehäuseverbunds erreicht werden. Auf der anderen Seite ist eine einfache Lösbarkeit zum Zwecke des Öffnens des Axiallagergehäuses respektive Bewegen eines jeweiligen Gehäusesegment durch Lösen der Schraubverbindungen möglich.

Dabei sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Schwenkachse über eine Schraubverbindung gebildet ist. Zum Lösen der festen Verbindung sind demzufolge die wenigstens zwei Schraubverbindungen zu lösen, wobei die eine Schraubverbindung hierzu komplett gelöst und entfernt wird, während die andere Schraubverbindung lediglich etwas gelöst wird, jedoch nach wie vor das jeweilige Gehäusesegment mit den Radiallagergehäusen verbindet, um die Schwenkachse auszubilden. Durch das Entfernen der sonstigen Schraubverbindungen (es können natürlich auch mehr als zwei Schraubverbindungen vorgesehen sein) und das Lösen der einen, verbleibenden Schraubverbindung ist der feste Verbund, also die entsprechende Befestigung des Gehäusesegments an den beiden Radiallagergehäusen nicht mehr gegeben, vielmehr kann es radial relativ zu den beiden Radiallagergehäusen bewegt werden und um die verbleibende Schraubverbindung, die die Schwenkachse bildet, verschwenkt werden. Dieser Schraubverbindung kommt demzufolge eine Doppelfunktion zu, nämlich einerseits die der festen Verbindung, also der Befestigung in der Montagesituation, und andererseits die Ausbildung der Schwenkachse nach Lösen der festen Verbindung.

Alternativ zur Ausbildung der Schwenkachse über eine solche verbleibende, jedoch gelöste bzw. gelockerte Schraubverbindung ist es auch denkbar, dass die Schwenkachse über am jeweiligen Gehäusesegment beidseits axial abragende Schwenkzapfen, die in am ersten und am zweiten Radiallagergehäuse ausgebildete Zapfenaufnahmen eingreifen, gebildet ist. Jedes Gehäusesegment weiß demzufolge zwei solcher zu beiden Seiten vorspringende Schwenkzapfen auf, während jedes Radiallagergehäuse an definierten Positionen entsprechende Zapfenaufnahmen, beispielsweise schalenartige Ausnehmungen, in die die Schwenkzapfen eingelegt werden und in denen sie über entsprechende Haltemittel gesichert werden, oder axiale Bohrungen, in die die Schwenkzapfen eingreifen, aufweist. Die Befestigung des jeweiligen Gehäusesegments an den Radiallagergehäusen erfolgt wiederum über Schraubverbindungen, die in der Montagestellung fest angezogen sind. Soll ein Gehäusesegment geöffnet werden, so sind lediglich die Schraubverbindungen zu entfernen. Die Schwenkachse ist über den Eingriff der Schwenkzapfen in die Aufnahmen gegeben, sodass das Gehäusesegment wiederum aufgeschwenkt werden kann.

Zweckmäßigerweise sind an jedem Gehäusesegment an beiden axialen Rändern radial abragende Befestigungsabschnitte vorgesehen, an denen Aufnahmen für Verbindungsschrauben sowie gegebenenfalls die Schwenkachse vorgesehen sind. Die Gehäuseabschnitte sind also randseitig entsprechend profiliert bzw. mit Befestigungsabschnitten versehen, im Bereich welcher die Verbindung und Befestigung mit den Radiallagergehäusen erfolgt. Diese Befestigungsabschnitte weisen entsprechende Aufnahmen für Verbindungsschrauben auf, also einfache Durchgangsbohrungen, durch die die Verbindungsschrauben gesteckt werden, die sodann in entsprechende Innengewindebohrungen an den beiden Radiallagergehäusen eingeschraubt werden. Sofern vorgesehen, sind an den Befestigungsabschnitten auch die Schwenkzapfen vorgesehen. Diese Ausgestaltung sieht zum einen definierte Bereiche an den jeweiligen Gehäusesegmenten vor, im Bereich welcher die Befestigung an den Radiallagergehäusen sowie die Schwenklagerung erfolgt. Zum anderen verbleibt zwischen den beiden randseitigen Befestigungsabschnitten ein ausreichend großer Freiraum, über den die Verbindungsschrauben gut zugänglich sind, und der es erlaubt, das jeweilige Gehäusesegment entsprechend weniger massiv auszugestalten.

Wie beschrieben, sollte das Axiallagergehäuse aus wenigstens drei Gehäusesegmenten bestehen, vorzugsweise vier oder mehr. Je mehr Gehäusesegmente vorgesehen sind, desto kleiner bzw. leichter sind diese einzelnen Gehäusesegmente und desto leichter ist die Entnahme oder das Verschwenken.

Besonders bevorzugt weisen die Gehäusesegmente eine identische Form und Größe auf. D. h., dass die Gehäusesegmente Gleichbauteile sind, was die Herstellung vereinfacht und verbilligt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung in einer Teilansicht in der Betriebsstellung mit in der Arbeitsstellung befindlichen Gehäusesegmenten,

Figur 2 die Rotorwellengleitlagerung aus Figur 1 mit einem in die Nichtarbeitsstellung bewegten Gehäusesegment, und

Figur 3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotorwellengleitlagerung im Längsschnitt.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung 1 , wobei auch Figur 3 eine solche Rotorwellengleitlagerung 1 zeigt, jedoch in einem Längsschnitt. Die Rotorwellengleitlagerung 1 besteht grundsätzlich aus drei Lagern, nämlich einem ersten Radiallager 2 sowie einem zweiten Radiallager 3, wobei in Figur 1 nur das erste Radiallager 2 dem Grunde nach dargestellt ist. Jedes Radiallager 2, 3 weist ein separates Radiallagergehäuse auf, im Falle des ersten Radiallagers 2 das erste Radiallagergehäuse 4, im Falle des zweiten Radiallagers 3 das zweite Radiallagergehäuse 5. Diese sind einteilige, vorzugsweise aus Metallgruß gefertigte, ringförmige Gehäuse. Am Innenumfang jedes Radiallagergehäuses 4, 5 sind Radiallagersegmente 6, 7 angeordnet, umfassend entsprechende Segmentträger 8, 9, die angeeigneten Aufnahmen am Innenumfang des jeweiligen Radiallagergehäuses 4, 5 angeordnet sind. Die Radiallagersegmente 6, 7, die auch als Radialpads bezeichnet werden können, lagern eine Rotorwelle 10 radial über deren Außenumfang 11 , wie Figur 3 anschaulich zeigt.

Die Rotorwellengleitlagerung 1 umfasst weiterhin ein Axiallager 12, das axial gesehen zwischen den beiden Radiallagern 2, 3 angeordnet ist. Das Axiallager 2 weist ein Axiallagergehäuse 13 auf, das, siehe Figur 1 und 2, aus mehreren, im gezeigten Beispiel 4, Gehäusesegmenten 14 besteht. Jedes Gehäusesegment 14, das ebenfalls ein Metallbauteil z.B. aus Metallguss ist, weist zum einen wenigstens ein, im gezeigten Beispiel jeweils zwei Axiallagersegmente 15 auf, die auch als Axiallagerpads bezeichnet werden können. Jedes Axiallagersegment 15 weist zwei zu entgegengesetzten Richtungen gerichtete Lageabschnitte auf, die in eine in Figur 1 angedeutete, am Außenumfang 11 der Rotorwelle 2 ausgebildete Nut 16 eingreifen. Figur 3 zeigt zwei derartige Lageabschnitten 17 eines Axiallagersegments 15 und deren Eingriff in die Nut 16, die im gezeigten Beispiel über zwei an der Rotorwelle 10 befestigte, ringförmige Lagerscheiben 18 gebildet ist. Über diese bidirektionale Axiallagerung erfolgt die axiale Abstützung der Rotorwelle 10 in beide Achsrichtungen, um Lasten, die aus beiden Achsrichtungen einwirken können, zu einem nicht näher gezeigten Träger, beispielsweise einem Grundrahmen einer Gondel einer Windkraftanlage, an welchem Träger die beiden Radiallagergehäuse 4, 5 befestigt, insbesondere verschraubt sind, abzustützen. Die Rotorwellengleitlagerung 1 erlaubt demzufolge eine an axial beanstandeten Positionen jeweils gegebene Radiallagerung der Rotorwelle 10 über die beiden Radiallager 2, 3 sowie eine bidirektionale axiale Lagerung über das zwischen den beiden Radiallagern 2, 3 angeordnete Axiallager 12.

Wie beschrieben, ist das Axiallagergehäuse 13 kein einstückiges, ringförmiges Lagergehäuse, sondern besteht aus mehreren separaten Gehäusesegmenten 14. Die Gehäusesegmente 14 sind vorzugsweise allesamt Gleichbauteile, sind also identisch in Form und Größe. Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung der einzelnen Gehäusesegmente 14, vorzugsweise aus Metallguss.

In der Montagestellung, wie in den Figuren gezeigt, ist jedes Gehäusesegment 14 über Schraubverbindungen 19 fest mit den beiden Radiallagergehäusen 4, 5 verbunden. Es ergibt sich demzufolge ein Lager- oder Gehäuseverbund, wobei die beiden Radiallagergehäuse 4, 5 infolge der Verschraubung mit dem Axiallagergehäuse 13 bzw. den Gehäusesegmenten 14 entsprechend versteift sind. Um die entsprechenden Schraubverbindungen 19 setzen zu können, weisen zum einen die beiden Radiallagergehäuse 4, 5 entsprechende Befestigungsabschnitte 20, 21 in Form entsprechender randseitig Stege auf, in denen beispielsweise Innengewindebohrungen eingebracht sind. Auch jedes Gehäusesegment 14 weist randseitig Befestigungsabschnitte 22, 23 an den beiden Rändern auf, wobei diese randseitigen Befestigungsabschnitte 22, 23, siehe Figur 3, bevorzugt nur als lokale, radial abstehende Befestigungsabschnitte ausgeführt sind. Die Ansicht gemäß Figur 2 zeigt lediglich die benachbart zum ersten Radiallagergehäuse 4 positionierten Befestigungsabschnitte 22, die Befestigungsabschnitte 23 sind in dieser Schnittebene nicht zu sehen. Jeder Befestigungsabschnitt 22 ist beispielsweise mit einer Durchgangsbohrung versehen, die in der Montagestellung mit einer Innengewindebohrung am Befestigungsabschnitt 20 fluchtet, sodass eine Verbindungsschraube durchgesteckt und in die Innengewindebohrung eingeschraubt werden kann. Gleiches gilt natürlich für die Ausgestaltung der Befestigungsabschnitte 23 und die Verbindung zum Befestigungsabschnitt 21 .

Wie Figur 1 zeigt, weist jedes Gehäusesegment 14 nur zwei Befestigungsabschnitte 22, 23 sowie demzufolge pro Seite nur zwei Schraubverbindungen 19 auf. D. h., dass jedes Gehäusesegment 14 über nur zwei Schraubverbindungen 19 mit dem ersten Radiallagergehäuse 4 und über nur zwei Schraubverbindungen 19 mit dem zweiten Radiallagergehäuse 5 verbunden ist. Die jeweiligen Schraubverbindungen 19 sind lösbar. Dies ermöglicht ist, eine entsprechend feste Verbindung, wie sie in der Montagestellung bzw. Betriebssituation gegeben ist, bei Bedarf zu lösen, mithin also den festen Verbund eines Gehäusesegment 14 mit den beiden Radiallagergehäusen 4, 5 aufzulösen. Dies erfolgt, wenn Wartungspersonal zu Wartungszwecken an die Axiallagersegmente 15 eines Gehäusesegments 14 gelangen muss. In diesem Fall wird die eine Schraubverbindung 19 jeder Segmentseite komplett gelöst und entfernt, während die andere Schraubverbindung 19 jeder Segmentseite gelöst wird, im Sinne eines Lockerns. Die Schraubverbindung 19 bleibt insoweit noch bestehen, d. h., die Verbindungsschraube wird nicht vollständig herausgeschraubt. Denn nachfolgend soll diese verbleibende Schraubverbindung 19 bzw. die Verbindungsschraube eine Schwenkachse bilden, um die das jeweilige Gehäusesegment 14 radial ausgeschenkt werden kann, mithin also aus dem Gehäuseverbund herausbewegt werden kann, wenngleich das Gehäusesegment 14 nach wie vor noch in Verbindung mit den beiden Radiallagergehäusen 4, 5 bleibt. Dies kann über die verbleibende Schraubverbindung 19 realisiert werden, wenn diese lediglich gelockert wird.

Figur 2 zeigt, ausgehend von Figur 1 , diese Situation. Gezeigt sind die vier Gehäusesegmente 14, wobei drei Gehäusesegmente 14 nach wie vor in ihrer Arbeitsposition sind, in der die Axiallagersegmente 15 in ihrer Arbeitsposition unter Eingriff in die Nut 16 der Rotorwelle 10 eingreifen. Eines der Gehäusesegmente 14, hier das mit 14a bezeichnete Gehäusesegment, ist jedoch in eine Nichtarbeitsstellung geschwenkt.

Hierzu wurde, ausgehend von Figur 1 , die dort gezeigte, linke untere Schraubverbindung 19, die in Figur 1 mit 19a bezeichnet ist, an beiden Seiten entfernt, d. h., die Verbindungsschraube wurde jeweils vollständig herausgeschraubt. Gleichzeitig wurde die obere Schraubverbindung 19, die in Figur 1 und Figur 2 mit 19b bezeichnet ist, an beiden Seiten gelockert, also etwas gelöst, wenngleich die Verbindungschrauben nach wie vor in Position bleiben, also nach wie vor in die Innengewindebohrungen an den Befestigungsabschnitten 20, 21 eingeschraubt sind. Die Befestigung ist jedoch insoweit gelöst, als die Verbindungsschrauben 19b nunmehr eine Schwenkachse bilden können, um die das Gehäusesegment 14a radial aufgeschwenkt werden kann, wie Figur 2 zeigt. In dieser Nichtarbeitsstellung sind ersichtlich die Axiallagersegmente 15 dieses aufgeschwenkten Gehäusesegments 14a, welche Axiallagersegmente in Figur 2 mit 15a bezeichnet sind, zugänglich und können vom Wartungspersonal gewartet oder getauscht werden. Gleichzeitig bildet sich natürlich eine entsprechende radiale Öffnung 24 zwischen den beiden Axiallagergehäusen 4, 5 infolge des Aufschwenkens des Gehäusesegments 14a, sodass das Wartungspersonal über diese Öffnung 24 auch zu den in diesem Bereich liegenden Radiallagersegmenten 6, 7 gelangen kann.

Nach erfolgter unter Wartung wird das aufgeschwenkte Gehäusesegment 14a wieder zurückgeschwenkt und in die Betriebsstellung gebracht, in der die beiden Axiallagersegmente 15a wieder in ihrer Arbeitsposition sind, also in die Nut 16 eingreifen. Sodann werden die Schraubverbindungen 19b wieder festgezogen, ebenso werden die Schraubverbindungen 19a wieder gesetzt und festgezogen, sodass das Gehäusesegment 14a wieder im Lagerverbund befestigt ist und versteifend eingebunden ist. Während Figur 1 und 2 nur das Aufschwenken des oberen linken Gehäusesegments 14a zeigen, sind selbst verständlich auch die drei anderen Gehäusesegmente 14 in gleicher Weise nach Lösen bzw. Lockern der entsprechenden Schraubverbindungen 19 verschwenkbar, d. h., jedes Gehäusesegment 14 kann in der beschriebenen Weise aus einer Arbeitsstellung in eine Nichtarbeitsstellung geschwenkt werden.

Während die Figuren die Bewegung eines Gehäusesegment 14 durch eine radiales Verschwenken um eine Schwenkachse zeigen, ist es dem Grunde nach auch möglich, durch Lösen und Entfernen der Schraubverbindungen 19, über die ein Gehäusesegment 14 mit den Radiallagergehäusen 4, 5 verbunden ist, dieses auch gänzlich aus dem Gehäuseverbund zu nehmen und insgesamt radial herauszuziehen, also vollständig zu entnehmen und es nach Durchführung der Wartung in gleicher weise wieder einzusetzen und über die erneut gesetzten Schraubverbindungen 19 wieder zu befestigen.

Bezuqszeichenliste

Rotorwellengleitlagerung

Radiallager

Radiallagergehäuse

Radiallagersegment

Segmentträger

Rotorwelle

Außenumfang

Axiallager

Axiallagergehäuse

14a Gehäusesegment

15a Axiallagersegment

Nut

Lageabschnitt

Lagerscheibe

19a, 19b Schraubverbindung

Befestigungsabschnitt

Befestigungsabschnitt Öffnung

Claims

Patentansprüche

1 . Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung für eine Rotorwelle (10) insbesondere einer Windkraftanlage, umfassend ein erstes und ein zweites Radiallager (2, 3) sowie ein Axiallager (12), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Radiallager (2) ein erstes Radiallagergehäuse (4) und das zweite Radiallager (3) ein zweites Radiallagergehäuse (5) aufweist, in denen jeweils mehrere Radiallagersegmente (6, 7) vorgesehen sind, und das Axiallager (12) ein separates Axiallagergehäuse (13) mit mehreren darin aufgenommenen Axiallagersegmenten (15) aufweist, wobei das Axiallager (12) zwischen den beiden Radiallagern (2, 3) angeordnet ist und das Axiallagergehäuse (13) aus mehreren separaten Gehäusesegmenten (14, 14a), an denen die Axiallagersegmente (15, 15a) angeordnet sind, besteht, wobei jedes Gehäusesegment (14, 14a) an dem ersten und dem zweiten Radiallagergehäuse (4, 5), diese verbindend, befestigt ist und nach Lösen der Befestigung aus einer Arbeitsstellung, in der das oder die daran vorgesehenen Axiallagersegmente (15, 15a) in einer Arbeitsstellung an der Rotorwelle (10) positioniert sind, in eine Nichtarbeitsstellung, in der die Axiallagersegmente (15, 15a) von der Rotorwelle (10) beanstandet sind, bringbar ist.

2. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gehäusesegment (14, 14a) nach Lösen der Befestigung um eine Schwenkachse, die zwischen dem jeweiligen Gehäusesegment (14, 14a) und den beiden Radiallagergehäusen (4, 5) ausgebildet ist, relativ zu den beiden Radiallagergehäusen (4, 5) verschwenkbar ist.

3. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gehäusesegment (14, 14a) über wenigstens zwei lösbare Schraubverbindungen (19) jeweils am ersten und am zweiten Radiallagergehäuse (4, 5) befestigt ist.

4. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse über eine Schraubverbindung (19) gebildet ist.

5. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse über am jeweiligen Gehäusesegment (14, 14a) beidseits axial abragende Schwenkzapfen, die in am ersten und am zweiten Radiallagergehäuse (4, 5) ausgebildete Zapfenaufnahmen eingreifen, gebildet ist.

6. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Gehäusesegment (14, 14a) an beiden axialen Rändern radial abragende Befestigungsabschnitte (22, 23) vorgesehen sind, an denen Aufnahmen für Verbindungsschrauben sowie gegebenenfalls die Schwenkzapfen vorgesehen sind.

7. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Gehäusesegmente (14, 14a) vorgesehen sind.

8. Hydrodynamische Rotorlagerwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusesegmente (14, 14a) eine identische Form und Größe aufweisen.

9. Hydrodynamische Rotorwellengleitlagerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusesegmente (14, 14a) metallene Gussbauteile sind.